Published 1978 | Version v1
Journal article

Theoretical treatment of noise analysis in boiling water reactors

  • 1. Technische Univ. Hannover (Germany, F.R.). Inst. fuer Kerntechnik

Description

A theoretical model has been developed for calculating power spectral densities and correlation functions of the fluctuating steam void content and corrensponding neutron flux fluctuations in flow channels of boiling water reactors. This has been achieved by solving the mass and energy balance equations under two-phase flow conditions. An analytical treatment is being presented for the simplifying assumptions of constant power density and slip ratio being unity over the core height. The analytical model treats different cases where noise source is either completely correlated or completely uncorrelated in space and where fluctuations of the coolant can be taken into account or not. The results show, that the cases where noise source is assumed to be completely correlated in space can be considered as unrealistic. A full numerical treatment has been developed by taking into account space-dependent power density distribution and slip ratio over the core height as well as exponentially decreasing cross correlation of the noise source in space. The theoretical results have been compared to experimental ones and good agreement is found. (orig.)

Abstract (German)

Ein theoretisches Modell wurde aufgestellt, um spektrale Leistungsdichten und Korrelationsfunktionen des fluktuierenden Dampfgehaltes und der damit zusammenhaengenden Neutronenflussfluktuationen in Kuehlkanaelen von Siedewasser-Reaktoren zu berechnen. Dieses wurde durch Loesung der Massen- und Energieerhaltungsgleichungen fuer Zweiphasen-Stroemung erreicht. Analytische Ausdruecke werden vorgestellt, die unter den vereinfachenden Annahmen konstanter Leistungsdichte und einem gleichbleibenden Schlupf von eins ueber der Kernhoehe hergeleitet wurden. Dieses analytische Modell behandelt verschiedene Faelle, bei denen die Rauschquelle als raeumlich vollstaendig korreliert oder als vollstaendig unkorreliert angenommen wird und bei denen Fluktuationen des Kuehlmittels entweder beruecksichtigt oder vernachlaessigt werden koennen. Aus den Ergebnissen folgt, dass eine vollstaendige raeumliche Korrelation der Rauschquelle als unrealistisch anzusehen ist. Eine umfassende numerische Berechungsmethode wurde erstellt, um sowohl die Ortsabhaengigkeit der Leistungsdichteverteilung und des Schlupfs ueber der Kernhoehe als auch einen exponentiellen Abfall der oertlichen Korrelation der Rauschquelle beruecksichtigen zu koennen. Die theoretischen Ergebnisse wurden mit experimentellen verglichen und zeigen gute Uebereinstimmung. (orig.)

Additional details

Publishing Information

Journal Title
Atomkernenergie
Journal Volume
31
Journal Issue
2
Series
Atomkernenergie.
Journal Page Range
74-83

Optional Information

Notes
14 figs.; 28 refs.